การวิเคราะห์ผลการทดสอบการต้านทานความร้อนของฉนวน TECO PU FOAM เปรียบเทียบกับหลังคา Metal Sheet

ปัญหาความร้อนสะสมใต้หลังคาเป็นหนึ่งในประเด็นสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการใช้พลังงานของอาคารในเขตร้อนชื้นอย่างประเทศไทย หลังคาโลหะหรือ Metal Sheet ซึ่งนิยมใช้ในอาคารอุตสาหกรรมและโกดังสินค้า มีคุณสมบัตินำความร้อนสูง ส่งผลให้เกิดการถ่ายเทความร้อนเข้าสู่อาคารในปริมาณมาก โดยเฉพาะในช่วงกลางวัน

ฉนวนกันความร้อนจึงถูกนำมาใช้เพื่อลดการถ่ายเทความร้อนดังกล่าว โดย Polyurethane Foam (PU Foam) เป็นหนึ่งในวัสดุที่ได้รับความนิยม เนื่องจากมีค่าการนำความร้อนต่ำและสามารถติดตั้งแบบพ่นต่อเนื่องโดยไม่มีรอยต่อ บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ วิเคราะห์ผลการทดสอบการต้านทานความร้อนของฉนวน TECO PU FOAM ที่ความหนา 5 มิลลิเมตร และ 10 มิลลิเมตร เปรียบเทียบกับหลังคา Metal Sheet ที่ไม่มีฉนวน

ระเบียบวิธีการทดสอบ (Test Methodology)

จากกราฟแสดงผลการทดสอบ พบว่าการวัดค่าความร้อนที่ถ่ายเทผ่านหลังคา (Roof heat gain) ถูกบันทึกในหน่วย วัตต์ต่อตารางเมตร (W/m²) ตลอดช่วงเวลาในรอบวัน ตั้งแต่เวลา 06:00 – 18:00 น.

ช่วงเวลาที่ใช้ในการประเมินผลหลัก คือ 10:00 – 14:00 น. ซึ่งเป็นช่วงที่มีความเข้มรังสีดวงอาทิตย์สูงที่สุด และเป็นช่วงที่เกิดการถ่ายเทความร้อนผ่านหลังคามากที่สุดในสภาพการใช้งานจริง

วัสดุที่นำมาเปรียบเทียบประกอบด้วย:

• หลังคา Metal Sheet (ไม่มีฉนวน)

• หลังคาที่ติดตั้ง TECO PU FOAM ความหนา 5 มม.

• หลังคาที่ติดตั้ง TECO PU FOAM ความหนา 10 มม.

ผลการทดสอบและการแปลผล (Results and Interpretation)

จากกราฟผลการทดสอบ สามารถสังเกตแนวโน้มได้อย่างชัดเจนว่า หลังคา Metal Sheet ที่ไม่มีฉนวนมีค่าการรับความร้อนสูงที่สุดตลอดช่วงกลางวัน โดยเฉพาะในช่วงเวลาประมาณ 10:00 – 14:00 น. ซึ่งค่า Roof heat gain เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

ในทางตรงกันข้าม หลังคาที่ติดตั้งฉนวน TECO PU FOAM แสดงให้เห็นถึงการลดค่าการถ่ายเทความร้อนอย่างชัดเจน โดยสามารถสรุปผลเชิงปริมาณได้ดังนี้

TECO PU FOAM ความหนา 5 มม.

• ลดการถ่ายเทความร้อนได้ประมาณ 27% เมื่อเปรียบเทียบกับหลังคา Metal Sheet

• แสดงให้เห็นว่าการเพิ่มชั้นฉนวนแม้มีความหนาไม่มาก ก็สามารถลดปริมาณความร้อนที่เข้าสู่อาคารได้อย่างมีนัยสำคัญ

• เหมาะสำหรับอาคารที่มีข้อจำกัดด้านงบประมาณหรือโครงสร้าง

TECO PU FOAM ความหนา 10 มม.

• ลดการถ่ายเทความร้อนได้สูงถึงประมาณ 67%

• แสดงถึงประสิทธิภาพการต้านทานความร้อนที่เพิ่มขึ้นแบบไม่เป็นเชิงเส้น (Non-linear improvement) เมื่อเพิ่มความหนาของฉนวน

• ให้ผลลัพธ์ที่ชัดเจนในช่วงเวลาที่มีความร้อนสูงสุดของวัน

ผลการทดสอบนี้สะท้อนให้เห็นว่า ความหนาของฉนวน PU Foam มีผลโดยตรงต่อการลดการถ่ายเทความร้อนผ่านหลังคา

การวิเคราะห์เชิงวิศวกรรม (Engineering Analysis)

คุณสมบัติเด่นของ PU Foam อยู่ที่ โครงสร้างเซลล์ปิด (Closed-cell structure) ซึ่งสามารถกักเก็บอากาศภายในโฟม ทำให้ค่าการนำความร้อนต่ำ เมื่อฉนวนถูกพ่นให้แนบสนิทกับผิวหลังคา จะช่วยลดการถ่ายเทความร้อนในรูปแบบต่าง ๆ ได้แก่

1. การนำความร้อน (Conduction)
   ลดการส่งผ่านความร้อนจากแผ่นโลหะสู่พื้นที่ภายใน

2. การพาความร้อน (Convection)
   ลดการไหลเวียนของอากาศร้อนผ่านช่องว่างใต้หลังคา

3. การแผ่รังสีความร้อน (Radiation)
   ลดพลังงานความร้อนที่แผ่เข้าสู่อาคารในช่วงแดดจัด

การที่ TECO PU FOAM ความหนา 10 มม. ให้ผลการลดความร้อนสูงถึง 67% แสดงให้เห็นว่า การเพิ่มความหนาฉนวนช่วยเพิ่มความต้านทานความร้อน (Thermal Resistance) อย่างมีประสิทธิภาพ และเหมาะสำหรับอาคารที่ต้องการควบคุมอุณหภูมิอย่างจริงจัง

ผลกระทบต่อการใช้พลังงานของอาคาร

การลดการถ่ายเทความร้อนผ่านหลังคาส่งผลโดยตรงต่อภาระการทำงานของระบบปรับอากาศ เมื่อปริมาณความร้อนที่เข้าสู่อาคารลดลง:

• เครื่องปรับอากาศทำงานน้อยลง

• ใช้พลังงานไฟฟ้าลดลง

• อุณหภูมิภายในอาคารมีเสถียรภาพมากขึ้น

ในอาคารอุตสาหกรรมและโกดังสินค้าที่มีพื้นที่หลังคาขนาดใหญ่ ผลของการลดความร้อนระดับ 67% สามารถแปลงเป็นการลดต้นทุนพลังงานได้อย่างมีนัยสำคัญในระยะยาว

สรุป

จากการวิเคราะห์ผลการทดสอบ สามารถสรุปได้ว่า:

• หลังคา Metal Sheet ที่ไม่มีฉนวนมีการถ่ายเทความร้อนสูงที่สุด

• การติดตั้ง TECO PU FOAM ความหนา 5 มม. สามารถลดความร้อนได้ในระดับที่เห็นผล

• การเพิ่มความหนาเป็น 10 มม. ช่วยลดการถ่ายเทความร้อนได้สูงถึง 67% ซึ่งเหมาะสำหรับอาคารที่ต้องการประสิทธิภาพการกันความร้อนสูง

ผลการทดสอบนี้ยืนยันว่า TECO PU FOAM เป็นฉนวนกันความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับหลังคา Metal Sheet และเป็นทางเลือกที่เหมาะสมสำหรับอาคารอุตสาหกรรมและอาคารขนาดใหญ่ในสภาพอากาศร้อนชื้น